Проблема шумности на малых моторных судах

Вред и неудобства, причиняемые шумом, общеизвестны, поэтому борьба с шумностью ведется, зачастую весьма успешно, во многих отраслях промышленности.

На малых моторных судах проблема шумности стоит особенно остро. Так, измерения уровня шума в каютах катеров с двигателями «Вартбург» показали, что шум в них такой же, как в машинном отделении с дизелем мощностью 1000 л. с. При длительном воздействии такого шума, например во время туристского плавания, человек получает невосстановимое повреждение слухового аппарата. В интересах здоровья людей и безопасности движения должен быть установлен предельный допускаемый уровень шума, вызываемого работой двигателей малых судов.

Различают два вида шума: воздушный, при котором излучаемые источником шума колебания распространяются по воздуху, и структурный, при котором колебания передаются через твердые тела. Причины структурного шума в основном механические: вибрация деталей конструкции, неуравновешенность вращающихся масс и т. п. Структурный шум передается от источника на другие, первоначально пассивные элементы конструкции (например, от двигателя через жесткий фундамент на корпус катера); в итоге создается вибрация конструкции в целом, которая проявляется уже в виде воздушного шума. Таким образом, корпус судна может стать резонатором, многократно усиливающим излучаемую двигателем звуковую энергию.

Для самих водномоторников имеет значение, главным образом, структурный шум, возникающий в каюте и на палубе катера, а для окружающих — воздушный шум, распространяющийся от судна в стороны.

Источниками воздушного шума являются в первую очередь -блок двигателя, глушитель и выхлопные газы. Особенно надо опасаться резонанса в воздушном пространстве кают катеров. Обычно каюты имеют размеры, при которых резонанс наступает при частоте колебаний от 30 до 120 гц. В случае резонанса повышенная шумность особенно неприятна вблизи ограничивающих каюту переборок. Устранить резонанс можно только путем эффективного уменьшения возбуждающих вибраций, т. е. структурного шума.


В основе борьбы с воздушным и структурным шумами лежат одни и те же физические принципы изоляции и звукопоглощения. Главный источник шума на катерах — двигатель. Он расположен обычно под капотом, который должен по возможности снижать уровень излучаемого шума. Но нельзя допускать, чтобы звук отражался от стенок капота, так как отражение может сильно повышать уровень шума. Внутренние стенки капота должны иметь звукопоглощающее покрытие из волокнистых материалов или пенопласта с открытыми порами. К сожалению, эти материалы впитывают масло и топливо, что создает опасность пожара, поэтому их надо покрывать сверху тонкой синтетической пленкой (например, полиэтиленовой), что не влияет существенно на звукопоглощающую способность. Покрывать звукоизоляцию краской или лаками нельзя, так как при этом закрываются поры изоляции и звукопоглощающий эффект резко снижается.

При низких частотах (100—200 гц) мало помогает и большая толщина изоляции. В этом случае лучшие результаты получаются при использовании так называемых пластинчатых звукопоглотителей, которые получили широкое распространение в самолете- и автомобилестроении. Капот должен состоять из двух оболочек, пространство между которыми заполняется изоляцией. Воздушная прослойка между оболочками менее эффективна при низких частотах, чем при высоких! Кроме того, звукоизоляция, вообще говоря, тем лучше, чем больше вес одного квадратного метре изоляции. Этим объясняется очень малая звукоизолирующая. способность тонких деревянных переборок. Так, стальной лист толщиной 0,7 мм уменьшает шум вдвое больше, чем фанера толщиной 3 мм.

Эффективны легкие двойные переборки, в которых возникающие со стороны одной стенки вибрации демпфируются воздушной прослойкой. При этом надо отметить, что всякая жесткая связь между стенками заставляет их вибрировать как одно целое. Оптимальный эффект достигается при заполнении пространства между стенками звукопоглощающим материалом.

Необходимо избегать даже небольших отверстий в звукоизоляции и капоте двигателя. Тяги управления двигателем и кабели следует пропускать через короткие трубки, покрытые изнутри звукоизолирующим материалом.


Однако все усилия, направленные на. уменьшение воздушного шума, будут напрасны, если одновременно не изолировать пути распространения структурного шума. Прежде всего двигатель надо монтировать на резиновых амортизаторах, чтобы между ним и корпусом судна не было контакта через жесткий фундамент. Создаваемая таким путем упругая система имеет очень низкую резонансную частоту (1—3 гц), возникающую только при запуске и во время холостого хода двигателя. При увеличении числа оборотов вибрация корпуса исчезает. Без соответствующих амортизаторов зона резонанса лежит в пределах рабочих чисел оборотов, что вызывает повышенную шумность. Однако н при наличии амортизаторов нужно стремиться уменьшить (при оборотах холостого хода) вибрацию бензопровода вблизи карбюратора, насоса и глушителя. Для упругого присоединения глушителя применяют металлический компенсатор — сильфон или дюрит с хомутиками. Выхлопной трубопровод должен иметь несколько упругих соединений, чтобы не возникали резонансные колебания.

Однако основной проблемой является демпфирование динамического шума на выходе газов из выхлопного трубопровода. Из-за отсутствия серийного производства глушителей каждый мудрит, как хочет. Одна из, причин сравнительно большого расхода топлива на многих катерах — несоответствие глушителя установленному двигателю.

Можно снизить шумность, впрыскивая воду в выхлопной трубопровод. Вода уменьшает давление газов и его периодическую пульсацию. Однако этот эффект достигается в полной мере лишь при распылении струи на отдельные капли посредством отражателя или сита и перемешивании этих капель с выхлопными газами.